下扬子张八岭隆起带晚中生代岩浆岩成因

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中国东部下扬子地区张八岭隆起带晚中生代岩浆岩记录着该地区的深部地质过程,对理解该处的构造–岩浆活动具有重要意义。这些岩石以花岗岩类为主,包括石英二长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、石英二长闪长岩和石英二长玢岩这几种岩性。滁州地区除发育与Cu-Au矿化相关的早白垩世埃达克质岩外,还出露铜井山闪长岩。它们的形成年龄集中于136~120 Ma,并在129 Ma左右达到峰值。通过主微量元素和同位素分析,上述的张八岭隆起带中酸性岩可划分为两类:低镁中酸性岩,具有更加富集的Sr–Nd同位素组成和低的Mg#值(<50);高镁中酸性岩,具有富集程度较弱的Sr–Nd同位素组成和高的Mg#值(>50)。这些中酸性岩均具有较高Al2O3和Sr含量以及较高的Sr/Y、(La/Yb)N和(Dy/Yb)N比值,而Y和Yb含量较低,显示埃达克岩的特征。此外,它们具有较低的87Sr/86Sr(t)初始值和负的εNd(t)和εHf(t)值以及相对低的全岩Pb同位素组成,与同期的大别造山带高Sr/Y花岗岩的特征相似。综合它们的岩石学和地球化学特征,低镁中酸性岩是由原位加厚下地壳高压无水熔融形成的,而加厚的原因可能与该地区三叠纪大陆俯冲和碰撞有关。高镁中酸性岩则来自于拆沉下地壳的部分熔融,熔体在上升过程中与地幔橄榄岩发生了反应。放射成因同位素研究结果表明,这些中酸性岩来源于扬子板块下地壳,而源区有重熔的新元古代–古元古代陆壳物质的加入。铜井山闪长岩具有高钾特征,具有高的Mg#和Mg O含量,轻重稀土分馏明显,不具有明显Eu负异常,富集LILEs而亏损HFSEs,具有较高的Sr/Y值及(La/Yb)N值但Y和Yb含量较高,推测是由被俯冲流体交代的岩石圈地幔部分熔融产生的镁铁质岩浆和加厚的或拆沉的榴辉岩相下地壳部分熔融产生的长英质岩浆发生岩浆混合作用后形成的。通过磷灰石原位主量及微量元素分析可知,张八岭隆起带中酸性岩形成过程中有含Cl热液相的出熔,具有相对较低的挥发份含量。另外,计算结果表明张八岭隆起带中酸性岩和铜井山闪长岩的成岩温度相对较低(<800℃),并具有较低的氧逸度,均表现出不利于Cu-Au成矿的特征。对比长江中下游北外带和沿江带晚中生代岩浆作用,提出的构造–岩浆演化模型为:郯庐断裂导致了张八岭隆起带底部加厚的岩石圈山根的拆沉,而拆沉的下地壳熔融产生了高镁中酸性岩,随后这岩浆上升侵位导致研究区原位隆起的形成,而俯冲古太平洋板块(伊泽奈崎板块)后撤时,晚中生代岩浆岩形成于强烈扩张的环境,导致这些早白垩世岩体均具有弧后岩浆作用的特征。
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